사람이 낼 수 있는 최대 힘에는 변화가 없는데....무거운 물체를 힘들이지 않고 들어올린다는 것이 학생들에게는 신기하게 느껴질것입니다. 사람이 도구를 사용하는 이유는 적은 힘으로 동일한 효과를 얻기 위함입니다. 거중기의 원리도 마찬가지 입니다. 움직 도르래를 이용한 거중기의 원리에 관해 알아볼까요^^
 위 그림처럼 2000N의 물체를 움직 도르래 하나를 이용해서 들어 올리면 2000N의 물체를 두명이 들어 올리는 효과가 있습니다. 즉 각각 1000N의 힘으로 들어 올릴 수 있는 것입니다. 그러나..... 200kg의 물체를 1m들어 올리면 움직 도르래에 연결된 각각의 줄이 1m씩 움직입니다. 즉 200kg의 물체를 1m들어 올리기 위해 잡아당겨야 하는 줄의 길이는 2m가 되는 셈입니다. 도구를 사용하면 힘에서는 이득을 얻지만 이동거리에서 손해를 보는 셈입니다.
 위의 그림은 움직 도르래 2개를 사용한 경우인데 2000N의 물체를 4명의 사람이 들어 올리는 것과 같습니다. 즉 각각 500N의 힘으로 물체를 들어 올릴 수 있습니다. 사용하는 움직 도르래의 개수가 많을 수록 그만큼 힘은 적게 들게 됩니다. 그러나 꼭 기억하세요....줄을 당기는 길이는 그만큼 늘어나게 됩니다. 세상에 공짜는 없거든요^^ 원리를 알면 과학은 정말 쉽습니다. | |